1、核設備制造和役前檢查階段無損檢測的差異比較分析張平（三門核電有限公司 浙江 317112）郵寄地址北京市西城區三里河南四巷1號100045電要：分析核島主設備在制造和役前檢查階段所采用的無損檢測技術，對主要設備的關鍵檢測內容進行對比，指出差異性。積極推動將役前檢查的要求提前到制造階段，避免將質量問題帶到現場。關鍵詞：核設備 無損檢測 制造階段 役前檢查 差異Difference analysis about nuclear equipment during the stage of manufacturing and Pre-service inspectionZha

2、ng Ping（Sanmen Nuclear Power Co.,LTD. Zhejiang, 317112）Abstract: Analysis of nuclear island main equipment nondestructive examination during the stage of manufacturing and Pre-service inspection, compare nondestructive examination demands and methods of some key equipment and find out the discrepanc

3、y. Make the nondestructive examination have the same standard during the stage of manufacturing and Pre-service inspection, to avoid the quality problem found after the equipment delivered to the site. Key words: nuclear main equipment nondestructive examination manufacturing stage Pre-service inspe

4、ction stage discrepancy按照核動力設備建造規則的要求，主設備在制造階段完成水壓試驗后，需按照核電廠設備在役檢查規則的要求對各類焊縫進行役前檢查（PSI）。然而，核島主設備制造和役前檢查階段的無損檢查要求存在差異，可能導致在役前檢查時發現“在制造階段未發現”的潛在設備質量問題，進而給工程進度和投資帶來不利影響。1. 制造和PSI階段無損檢查要求和主要特點1) 執行標準差異 Ø 制造階段: ASME-V，RCC-M；Ø 役前和在役檢查階段: ASME-XI, RSE-M (ASME-V 和RCC-M)；2) 檢查技術存在差異 Ø 采用不同的檢驗方

5、法；Ø 檢驗方法相同，但是技術方法和手段不同； 3) 記錄閾值不同 Ø 在役檢查期間，為了發現運行期間產生的裂紋或能力驗證的要求，某些記錄閾值較高 ；4) 驗收標準不同 Ø 制造階段按ASME_V 或RCC-M規范執行； Ø 役前檢查階段按ASME-XI或RSE-M規范驗收；Ø ASME體系下，核島主設備水壓試驗后，須執行役前檢查要求的體積性檢驗，但RSE規則無此要求。2. 核島主設備制造和役檢查階段要求的主要差異 以反應堆壓力容器和蒸汽發生器為例，主要存在以下差異項次： SG管板一次側、二次側內彎曲段，制造不需要UT檢驗，役前需要UT檢驗；

6、SG一次側人孔帶，制造不需要UT檢驗，役前需要UT檢驗； SG換熱管ET； RPV主螺栓役前需要UT和ET，制造只在棒材階段執行UT，加工螺紋后執行MT； RPV殼體主環縫UT，制造從非堆焊層側掃查，役前從堆焊層側掃查 ； RPV低合鋼焊縫UT缺陷定量 ； RPV進出口接管與殼體環焊縫UT檢測； RPV中子作用高通量區UT檢測 ； SG和RPV安全端異種鋼焊縫RT檢測所使用的放射源差異 ； RPV圓角區域UT。1) 帶不銹鋼或鎳基堆焊層的鐵素體焊縫UT 操作方法RCC-M規范MC2634.1要求進行12個方向的橫波掃查（如下圖中的方向112）和2個方向的直射縱波掃查（如下圖中的方向13和14）

7、縱向缺陷掃查示意圖橫向缺陷掃查示意圖但當焊縫表面堆焊有不銹鋼或鎳基合金堆焊層后，就不再要求12個方向的橫波掃查?？梢栽诜嵌押副砻孢M行方向14和方向910的掃查，再采用方向1，3，9，10的淺盲區探頭對方向1，3，9，10進行補充掃查即可。直探頭掃查也只需要從非堆焊表面進行方向13的掃查，再采用方向13的淺盲區直探頭補充掃查。省略后的方式如下圖所示： 縱向缺陷掃查示意圖橫向缺陷掃查示意圖2) 壓力容器進、出口接管與殼體焊縫UT 壓力容器進出口接管與筒體焊縫為對接焊縫，按RCC-M規范MC2634.1要求，只需要從非堆焊層、可及一側表面執行掃查。但該檢測方法僅有一個掃查面，所使用的角度少，不利于檢

8、出缺陷，不利于對缺陷進行綜合評定 。 役前/在役檢查因工況限制，只從接管內采用45°、0°和5°探頭掃查。為了最大可能的探測缺陷，除了增加接管內表面的掃查，我們還從筒體內的堆焊層表面進行掃查。 3) 高中子通量區堆焊層UT RPV高中子通量區（即堆芯區域）堆焊層UT檢測，根據RCC-M規范MC2700，只需要使用直探頭檢測堆焊層內部、堆焊層/基材結合面和堆焊層下4mm母材區域，而役前需檢查堆焊層下825mm的母材區域。為保證高中子通量區堆焊層及堆焊層下母材區域質量，除規范規定的檢測外，我們還采用UCC探頭補充進行檢測。 4) SG管板一次側、二次側內圓角區UT S

9、G管板一次側、二次側內圓角區存在較大應力，故役前檢查需對其進行檢測。 一次側內圓角區二次側內圓角區掃查方向AB，移動范圍A-B。掃查方向CD，移動范圍C-D5) SG和RPV安全端異種鋼焊縫RT 制造階段的射線檢驗，考慮到透照時間，通常采用Co60放射源。 Co60檢測效率高，能夠有效發現缺陷，但發現的缺陷輪廓清晰度稍遜于Ir192，可能造成制造檢驗測得的缺陷尺寸小于役前/在役檢查的風險役前檢查階段的射線檢驗，考慮到安全因素，通常采用Ir192放射源。 Ir192檢測的缺陷影像較Co60清晰，但存在透照時間長，容易產生衍射斑等缺點 制造階段發現缺陷后，采用Ir192補充檢測，協調放射源不同帶來

10、的差異。 6) 接管圓角區UT 接管圓角區存在較大應力，為了預防運行時的撕裂，役前/在役檢查需對其進行檢測，以發現缺陷，并進行跟蹤和評價。而反應堆壓力容器、蒸汽發生器、穩壓器、余熱排出熱交換器等設備在制造過程中，不需要執行該類檢測。 以RPV的筒體焊縫/接管焊縫和穩壓器底封頭超聲檢查為例，說明制造階段和PSI階段無損檢測的主要差異： RPV筒體焊縫PSI和制造階段超聲檢查主要差異表內容制造階段役前檢查階段主要差異探頭選擇0°單晶/0°雙晶/45°橫波/60°橫波/70°橫波/70°雙晶縱波0°單晶/0°雙晶/晶45

11、°橫波/60°橫波/70°雙晶縱波/45°單晶和雙晶縱波PSI增加了45°單晶和雙晶縱波，減少了一種70°橫波。從缺陷探測考慮，沒有本質差異試 塊7.9mm, 平面試塊2mm, 平面試塊反射體孔徑不同記錄閾值回波幅值超過20%DAC的所有缺陷至少回波幅度大于或等于2-18dB的缺陷顯示（不同探頭有不同的記錄閾值）；或者記錄從背景噪聲中能分辨的缺陷信號顯示（一般高于背景噪聲6dB)。PSI記錄靈敏度高定性定量定性：根據缺陷回波特征、多探頭回波信息、焊接工藝等綜合判定；定量：確定回波幅度；20%DAC法測長。定性：按照ASME XI卷規定

12、所有超聲檢驗新發現的缺陷歸類為平面型缺陷顯示或層狀缺陷顯示；定量：對于平面型缺陷，使用尖端衍射法進行高度測量；長度測量一般采用-12dB最高幅值測長法或消失法。體積性缺陷,采用-6dB測長。測長方法不一樣驗收標準1) 顯示波幅超過100%DAC，且長度超過下列規定值的缺陷均不得驗收：2) 確定顯示特征為裂紋、未熔合和未焊透，不論其長度如何均不得驗收。平面缺陷驗收準則：層狀缺陷體積性缺陷按制造驗收標準驗收驗收標準不一樣檢驗裝備手動自動裝備不一樣RPV接管焊縫PSI和制造階段超聲檢查主要差異表 內容制造階段役前/在役檢查階段主要差異探頭選擇0°縱波/45°橫波/60°

13、橫波；另，筒體側同筒體焊縫用探頭0°縱波/30°縱波；10°縱波/50°縱波；另，筒體側同筒體焊縫用探頭接管側掃查時，PSI/ISI增加了10°縱波/30°縱波/50°縱波試 塊7.9mm, 平面試塊2mm, 平面試塊+弧面反射體孔徑不同，PSI/ISI接管側掃查時用弧面試塊記錄閾值回波幅值超過20%DAC的所有缺陷至少回波幅度大于或等于2-18dB的缺陷顯示（不同探頭有不同的記錄閾值）PSI/ISI記錄靈敏度高定性定量定性：根據缺陷回波特征、多探頭回波和焊接工藝等綜合判定 定量：20%DAC測長 定性：多探頭回波特征、回波

14、端點信號綜合分析。 定量：對于平面型缺陷，使用尖端衍射法進行高度測量；長度測量一般采用-12dB最高幅值測長法或消失法；體積性缺陷長度采用-6dB法測量長度。 測長方法不一樣驗收標準1）顯示波幅超過100%DAC，且長度超過下列規定值的缺陷均不得驗收：對于焊縫厚度t大于57mm，長度大于19mm；如焊縫為兩種不同厚度，厚度t取小值。2）確定顯示特征為裂紋、未熔合和未焊透，不論其長度如何均不得驗收。體積型缺陷按ASME III卷驗收 驗收標準不一樣檢驗裝備手動自動裝備不一樣穩壓器底封頭PSI和制造階段超聲檢查主要差異表內容制造階段役前/在役檢查階段主要差異探頭選擇0°縱波/45

15、6;橫波/60°橫波/70°橫波0°縱波/0°雙晶縱波/45°橫波/60°橫波/70°橫波；45°單晶和雙晶縱波兩者基本一致；只是PSI/ISI增加了定量探頭試 塊6.4mm, 平面試塊6.4mm, 平面試塊兩者一致記錄閾值回波幅值超過20%DAC的所有缺陷20%DAC回波幅值超過20%DAC的所有缺陷20%DAC兩者一致定性定量定性：根據缺陷回波特征、多探頭回波信號和焊接工藝綜合判定 定量：20%DAC方法測長。定性：回波信號特征、多探頭回波信號和焊接工藝等綜合判定。 定量：非體積型缺陷，使用尖端衍射法進行高度測

16、量，長度測量一般采用-12dB最高幅值測長法或消失法。體積型缺陷采用最大幅度-6dB法測量長度。測長方法不一樣驗收標準1）顯示波幅超過100%DAC，且長度超過下列規定值的缺陷均不得驗收：對于焊縫厚度t大于57mm，長度大于19mm；如焊縫為兩種不同厚度，厚度t取小值。2）確定顯示特征為裂紋、未熔合和未焊透，不論其長度如何均不得驗收。體積型缺陷同制造階段驗收標準 驗收標準不一樣檢驗裝備手動手動或個別自動大部分一致3. 執行過程中的主要問題國內設備制造廠對制造階段的檢查規范要求較為熟悉，但是，對在役檢查的范圍和檢測技術不清楚。 不同在役檢查單位，在核安局的規程驗證和能力驗證的技術不同，導致制造廠

17、貫徹難以統一。如，測長方法（-12dB法，噪聲法等） 另一方面，在役檢查大量采用自動檢測設備，制造廠設備投入不足。部分在役檢查費用較高（如蒸汽發生換熱管渦流檢測），制造廠難以承擔。 4. 如何確保各階段檢驗結果一致性1) PSI階段所使用的檢驗方法，在制造階段也應選用相同的檢驗方法 Ø PSI使用UT，制造階段也使用UT； Ø PSI使用RT，制造階段也使用RT。 2) 避免試塊差異和靈敏度不同帶來的檢驗結果的不同 直徑大于500mm的管道或接管焊縫，如果采用平面試塊，應考慮表面耦合補償； PSI使用的試塊孔徑較?。ㄈ?mm),為了按照制造標準驗收，PSI檢查時，除按照PSI試塊設置靈敏度外，還應當增加按照制造階段靈敏度的標定曲線。 3) 避免測長方法不同，帶來的驗收結果不同 當PSI發現體積性缺陷時，如果要按照制造標準進行驗收時，必須采用制造階段相同的測長方法測量長度，再按照制造驗收標準驗收。 4) 手動掃查時，加強重點區域和缺陷的復核 其實手動和自動檢查，對檢查結果不會有本質的差異。自動的優勢在于不受人為因素的影響，而手動檢查時人為因素影響較大。為了避免手動檢查造成的不確定性，應加強重